JP2002177257A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、多数枚のスライスを短時間に撮影す
ることができる簡単な構成のＸ線ＣＴ装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】コーンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行な
い、Ｘ線投影データをヘリカルスキャンと並行して２次
元Ｘ線検出器で検出する。コーンビ−ムをスライス厚方
向に平行なビ−ムと見なして、投影データの中からある
スライス位置とその隣接位置の３６０度の投影デ−タを
選択し、選択データに基づいてヘリカルスキャンと並行
して通常のコンボリューション・バックプロジェクショ
ン方式の再構成を行い、スライスを再構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカルスキャン
を行なうＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置と称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は被検体の断層像を撮影す
る装置として医用のみならず産業用にも広く普及してい
る。特に、医用においては画像診断機器として重要な位
置を占めている。被検体は３次元であるが、Ｘ線ＣＴ装
置は断層像（スライス）を撮影（スキャン）するもので
あるので、被検体全部を撮影するためには多数枚のスラ
イスをスキャンする必要がある。最近のＸ線ＣＴ装置は
初期のものに比較すれば、スキャン速度が非常に早く、
全体の撮影時間も短くなっているが、さらに早く撮影を
行ないたいという要求がある。これは、（１）ＣＴ装置
が重要になるに従ってスキャンするスライス数が増加し
ていること、（２）ダイナミックスキャンと呼ばれる方
式の場合には、体内に注入した造影剤の動きを撮影する
ために、短時間の撮影が必要とされること等のためであ
る。撮影時間を短くするために、従来、２種類の方式が
提案、実用化されている。１つはヘリカルスキャン方式
であり、他はコ−ンビ−ムを用いる方式である。

【０００３】コーンビームを用いる方式とは、図１３に
示すように、１個のＸ線管１０からコ−ンビ−ム（実際
は円錐でなく角錐であるが、一般的にコ−ンビ−ムと称
されている）１２を被検体（図示せず）に投影して得ら
れた投影デ−タをイメ−ジ・インテンシファイア等の２
次元Ｘ線検出器１４で収集する方式である。以下の説明
の便宜上、図１４に示すように座標を決める。ここで
は、スライス面をＸ−Ｙ座標平面により定義し、スライ
ス厚方向をＺ軸と定義する。

【０００４】図１５に示すように、通常のスキャン方式
におけるあるスライス位置（Ｚ方向のある位置ｚ）のあ
る投影角度（Ｘ−Ｙ平面内のＹ軸を基準とした場合の回
転角度θ）において収集した投影デ−タをＰ（ｚ，θ）
とする。通常のスキャン方式とは、スキャン位置を固定
して３６０度の投影デ−タを収集し、順次Ｚ方向にスキ
ャン位置を移動して、次の３６０度の投影デ−タを収集
する方式である。従って、投影データＰ（ｚ，θ）は図
１６に（１）、（２）、…で示すように各投影位置毎に
０度から３６０度の順番で収集される。この場合、スキ
ャン位置とスライス位置は同じであり、同一投影位置で
ある縦１列の３６０度の投影デ−タを用いて、その位置
の画像を再構成する。

【０００５】次に、ヘリカルスキャン方式を説明する。
この方式において収集した投影デ−タをＰＨ（ｚ，θ）
とする。ヘリカルスキャンとは投影角度θの変化に同期
して、スキャン位置ｚを変化させるので、投影データＰ
Ｈ（ｚ，θ）は図１７に示すような順番で収集される。
あるスライス位置の画像を再構成するためには縦１列の
３６０度の投影デ−タが必要であるが、ヘリカルスキャ
ン方式では縦１列の３６０度の投影デ−タは存在しな
い。したがって、縦１列の投影デ−タＰＨ（ｚ，θ）を
仮想的に合成する必要がある。これは、同一の投影角度
θでスキャン位置ｚの異なる２つ以上のデ−タを補間す
る方法が一般的である。例えば、破線の丸で示す投影デ
ータＩはその左右の投影データＬ，ＲをＺ方向の位置に
応じて補間することにより求められる。

【０００６】図１６と図１７とから明らかなように、ヘ
リカルスキャン方式は通常のスキャン方式に比較して全
体のスキャン時間が短い。しかしながら、投影デ−タを
スライス方向に補間するため、スライス厚方向のボケが
大きく、スライス方向の分解能が悪いという欠点があ
る。

【０００７】次に、コ−ンビ−ムを用いる通常のスキャ
ン方式を説明する。通常のスキャン方式、およびヘリカ
ルスキャン方式においては、全ての投影デ−タはＺ軸に
垂直であるが、コ−ンビ−ムの場合は図１８に示すよう
にＺ軸方向に広がっている。そのため、投影データのス
キャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこ
で、投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝ｙ＝０）
の位置で定義し、これをＰＣ（ｚ，θ）とする。図１８
に示すように、コ−ンビ−ムを用いると多数の投影デ−
タを同時に収集できる。また、通常のスキャン方式と同
様に、３６０度の投影デ−タを収集する間はスキャン位
置を固定してある。したがって、投影データＰＣ（ｚ，
θ）は図１９に示す順番で収集される。

【０００８】図１６、図１７、および図１９とも１投影
デ−タを１個の丸で示しているが、Ｚ軸方向に関する投
影角度は同じではない。図１６、図１７の場合は、全て
の投影デ−タがＺ軸に垂直であるので、１８０度離れた
投影角度の投影デ−タは図２０（ａ）に示すように、お
互いに対向する投影デ−タになる。一方、コ−ンビ−ム
の場合は、スライス位置の中心では図２０（ａ）と同じ
であるが、中心から離れるにしたがって図２０（ｂ）に
示すように、投影デ−タが交差するようになる。この角
度は中心からのずれに比例して大きくなる。

【０００９】したがって、コ−ンビ−ムを用いたＸ線Ｃ
Ｔ装置における再構成は数学的には非常に難しい問題に
なる。そのため、何等かの近似を行って再構成するが、
中心から離れたスライスでは精度が悪くなる。

【００１０】コ−ンビ−ムを用いたＸ線ＣＴ装置の再構
成の最も簡単な方法は、Ｘ線管が非常に離れた位置にあ
ると見なして、コ−ンビ−ムの全ての投影デ−タがＺ軸
に垂直であると近似することである。これにより、通常
のスキャンと同じく、コンボリューション・バックプロ
ジェクション方式により画像を再構成することができ
る。しかしながら、この近似では中心から離れたスライ
スにおける精度が十分でない。

【００１１】別の近似再構成法としては文献１（L. A.
Feldkamp, et. al: Practical conebeam algorithm, J.
Opr. Soc. Am. A, 6, pp. 612-619, 1980）に記載され
た方法がよく知られている。この方法は前述の方法に比
較すれば、精度がよいが、再構成が複雑であること、精
度がスライスにより異なること、これでも精度が十分で
ないこと等の問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、撮影時間
を短くするために、従来提案されている２種類の方式は
いずれも一長一短があり、簡単な構成でしかも精度良
く、短時間に多数枚のスライスをスキャンすることがで
きるものは実現されていない。なお、これらの２方式を
組み合わせたシステムは、研究はされているが、実用化
はされていない。例えば、文献２（工藤博幸、斎藤恒雄
「ヘリカルスキャンによる円錐ビ−ム投影からの３次元
ＣＴ画像再構成」、ＭＢＥ８８−６３，９−１６）に記
載されている再構成方式は、被検体が小さいものを仮定
しているとともに、再構成も複雑で実用的でない。

【００１３】本発明は上述した事情に対処すべくなされ
たもので、その目的は多数枚のスライスを短時間に撮影
することができる簡単な構成のＸ線ＣＴ装置を提供する
ことである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によるＸ線ＣＴ装
置は、Ｘ線を曝射するＸ線源及び被検体を透過したＸ線
を検出するＸ線検出器を有し、被検体に対してヘリカル
スキャンを行うヘリカルスキャン手段と、ヘリカルスキ
ャンと並行して、当該ヘリカルスキャンにより得られた
投影データを収集するデータ収集手段と、ヘリカルスキ
ャンと並行して、データ収集手段により収集された投影
データに基づいて画像再構成を行う再構成手段と、を具
備することを特徴とするものである。

【００１５】ここで、Ｘ線源は、被検体の体軸方向にも
所定の広がり幅を有するＸ線ビームを照射してもよい。
また、Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する複数の検出素子が
スライス方向に配列されてなるものでもよい。

【００１６】本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカル
スキャンと並行してデータを収集し、かつヘリカルスキ
ャンと並行して画像再構成を行うことにより、簡単な構
成で多スライスのスキャンを短時間に行なうことができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
るＸ線ＣＴ装置の実施形態を説明する。先ず、図１を参
照して、本発明によるコーンビームを用いたヘリカルス
キャン方式を説明する。Ｘ線管１０より被検体１８に角
錐状のＸ線（コーンビーム）を照射し、被検体１８を透
過したＸ線に基づく投影デ−タをイメージ・インテンシ
ファイア等の２次元Ｘ線検出器１４で収集する。Ｘ線管
１０と２次元検出器１４は被検体１８の体軸に沿ったＺ
軸を中心に被検体１８の回りを回転し、０度〜３６０度
の間の所定角度毎の各投影角度で投影デ−タを収集す
る。その際に、Ｘ線管１０と２次元検出器１４の回転に
同期して、被検体１８を乗せた寝台１６をＺ軸方向に移
動させる。このスキャンにおいて、被検体１８が固定し
ていると考えると、Ｘ線管１０は図２に示すようにヘリ
カル（螺旋）状の軌跡を移動する。したがって、投影デ
−タもヘリカル状に収集される。このヘリカルスキャン
方式の場合、３６０度分の投影角度に対する寝台の送り
量を、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり幅（ここでは、２次元
検出器のＺ軸方向の長さ）に合わせている。

【００１８】図３は２次元検出器１４を真上から見た図
である。２次元検出器１４としてイメージ・インテンシ
ファイアを使用した場合は、図３に示した格子で囲まれ
た矩形領域毎にデ−タをサンプリングし収集する。図３
において縦方向は図１５に示すファンビームの拡がり方
向であり、これは一般にチャンネル方向と呼ばれる。横
方向は一般にスライス方向と呼ばれる。したがって、図
３における縦方向のデータの集まりが１投影データを構
成する。チャンネル方向のサンプリングピッチは等角度
であり、ここでは１投影データが５１２チャンネル有す
る。中心付近の投影データはＸ線がほぼ真上から照射さ
れるので、通常のスキャン方式の投影データとほぼ同じ
になる。Ｚ軸方向、すなわちスライス方向は等間隔にサ
ンプリングされるように、各矩形のＺ方向の長さｄは等
しく設定されている。

【００１９】本発明のスキャンにより収集された投影デ
−タについて説明する。通常のコ−ンビ−ムを用いる場
合と同様に、この場合も投影データは図１７に示すよう
にＺ軸方向に広がりを持つ。そのため、投影データのス
キャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこ
で、ここでは投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝
ｙ＝０）の位置で定義し、これをＰＣＨ（ｚ，θ）とす
る。１つのＰＣＨ（ｚ，θ）を図１８の場合と同様に１
個の丸で示すと、投影データＰＣＨ（ｚ，θ）は図４に
示す順番で収集される。

【００２０】あるスライス、例えば図４におけるｚtに
おけるスライスを再構成する場合を考える。このスライ
スを再構成するためには、この位置における３６０度
（あるいは、ハーフスキャンの場合は１８０度＋ファン
角度）の投影デ−タが必要であるから、全投影デ−タの
中からｚt の位置の投影デ−タ、すなわち図４の縦一列
の投影デ−タを集める。しかし、実際は縦一列の３６０
度の投影データは存在しないので、ｚt に隣接する位置
の投影データを集める。これらの投影データを図中黒丸
で示す。

【００２１】このように集められた投影デ−タも、Ｚ軸
方向の投影角度は同じではないので、１８０度離れた投
影角度の投影データは図５に示すようになる。従って、
この投影デ−タにおける再構成も数学的には非常に難し
い問題になるが、図５を従来のコーンビームを用いた方
式の場合の図２０（ｂ）と比較すると、以下のような特
徴がある。

【００２２】１）図５に示す本発明の場合は図２０
（ｂ）に示した従来例と比較して交差する角度が小さ
い。

【００２３】２）図２０（ｂ）の交差角度はスライス位
置により異なるが、図５の場合は交差角度の分布がスラ
イス位置に依存しない。

【００２４】したがって、Ｘ線管１０がＺ軸からかなり
離れていることを考慮すれば、全ての投影デ−タがＺ軸
に垂直である、すなわちコーンビ−ムをスライス厚方向
に平行なビ−ムと仮定しても誤差は少ない。こうすれば
通常のスキャンと同じく、コンボリューション・バック
プロジェクション方式により画像を再構成することがで
きる。

【００２５】そのため、以下のようにすれば、コーンビ
ームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよ
く、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、
再構成を行なうことができる。

【００２６】すなわち、 １）コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い、投
影デ−タを収集する。

【００２７】２）投影デ−タのＺ方向の位置を、投影デ
−タがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−タの中か
らスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影
デ−タを、投影角度０〜３６０度について集める。

【００２８】３）投影デ−タがＺ軸に垂直であると仮定
して、集めた各投影デ−タをコンボリューション・バッ
クプロジェクションする。

【００２９】このような原理に基づいた本発明の第１実
施形態を説明する。図６は本発明の実施形態におけるシ
ステム・ブロック図である。ここでは、いわゆる第３世
代のＸ線ＣＴ装置に適用した場合であり、３６０度の投
影デ−タを使用して画像を再構成する場合の実施形態に
ついて説明する。２次元検出器１４の出力が記憶装置２
０に供給される。記憶装置２０は、生データ記憶部２０
ａ、編集後の生データ記憶部２０ｂ、再構成画像記憶部
２０ｃを有する。記憶装置２０のデータがバスライン２
２を介して再構成装置２４に供給される。再構成装置２
４の出力は再構成画像記憶部２０ｃに記憶され、画像表
示装置２６で表示される。バスライン２２には全体の制
御を行なう中央処理ユニット（ＣＰＵ）２８が接続され
る。ＣＰＵ２８には、操作者により適宜スキャン条件を
設定するための操作卓３０が接続される。ここでは、操
作卓３０は、コ−ンビ−ム・ヘリカルスキャンを指令す
るために、スキャン条件としては通常のＸ線ＣＴ装置で
設定するものに加えて、Ｚ軸方向のビ−ム幅、およびス
キャンの総回数も指定する。ただし、通常のヘリカルス
キャンとは異なり、寝台の送り速度はＺ軸方向のビ−ム
幅に連動するので指定する必要はない。

【００３０】ＣＰＵ２８はＸ線管１０を含むＸ線発生部
３２と、寝台１６と、２次元Ｘ線検出器１４を制御して
コ−ンビ−ム・ヘリカルスキャンを行う。Ｘ線発生部３
２は被検体にコーンビームＸ線を照射しながら、２次元
Ｘ線検出器１４と対になって被検体の体軸方向（Ｚ軸）
を回転中心として回転する。２次元Ｘ線検出器１４は被
検体を透過したＸ線の投影デ−タをディジタル値に変換
して記憶装置２０の第１の生デ−タ記憶部２０ａに記憶
する。投影デ−タは、図３で前述したようにサンプリン
グされる。

【００３１】寝台１６はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検
出器１４の回転に同期して、Ｚ軸方向に移動する。移動
速度はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検出器１４の１回転
に対して、寝台１６がＺ軸方向のビ−ム幅分だけ移動さ
れるように設定される。

【００３２】生デ−タ記憶部２０ａに３６０度以上の投
影デ−タが収集されたら、次のような手順で、生デ−タ
の編集（あるスライスの再構成に使う投影データの選
択）、および画像再構成を行う。

【００３３】図３に示すように、Ｚ軸上における投影ビ
−ムのＺ方向の幅（実施形態では２次元検出器のＺ方向
の長さ）をＬ、投影デ−タのＺ方向のサンプリング間隔
をｄ、Ｎ＝Ｌ／ｄとする。また、図４に示すように、投
影デ−タの投影角度の間隔をｈ、１回転の投影回数をＭ
とすると、Ｍ＝３６０／ｈである。スキャンの総回数を
ＳＮ（これは操作者が指定する）、投影の総回数をＭＭ
とすると、ＭＭ＝Ｍ×ＳＮである。

【００３４】Ｍ／ＮをパラメータＲＭＮとする。ＲＭＮ
は一般的にかなり大きな数であるので、ここでは３≦Ｒ
ＭＮとする。また、ここでは、ＲＭＮは整数とする。し
かし、ＲＭＮが整数でない場合も、実施形態とほぼ同様
に実施することができる。

【００３５】図４において、縦１列がスライス位置であ
るので、縦一列の投影データが必要であるが、存在しな
い場合もあるので、黒丸で示すように隣接する位置の投
影データも選択する。

【００３６】ここで、再構成できる画像（スライス数）
をＧＮとすると、図４から分かるように、ＧＮ＝Ｎ×
（ＳＮ−１）である。また、最初のスライスの位置をＺ
＝０とする。

【００３７】現在までに投影（かつ収集）された投影回
数をパラメータＭＣとする。ＭＣは２次元Ｘ線検出器１
４が１投影のＮ個の投影デ−タを記憶部１に記憶するご
とに更新される。この更新は下記のフロチャ−トとは別
の部分で独立に行われる。

【００３８】図４において、１投影で収集されるＮ個の
投影デ−タの番号を、左から１，２，…Ｎとする。投影
番号をｍ、投影デ−タ番号をｎとすると、図４の各投影
データはＰＣＨ（ｍ，ｎ）と表すことができる。

【００３９】画像再構成用に編集された生デ−タは記憶
装置２０の編集デ−タ記憶部２２ｂに記憶される。この
編集された生デ−タをＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）で表す。こ
こでＧｉはスライス（画像）番号であり、Ｇｉ＝１〜Ｇ
Ｎである。また、Ｇｍは投影デ−タ番号であり、Ｇｍ＝
１〜Ｍである。

【００４０】図７はこの実施形態の主な動作の手順を示
すフローチャートである。先ず、ステップ＃１０００
で、必要なデータの初期化を行う。初期化するデータは
後述する。ステップ＃２０００で、生デ−タ記憶部２０
ａ内の生デ−タＰＣＨ（ｍ，ｎ）から第Ｇｉ番目のスラ
イスを再構成するのに必要なＭ個の投影デ−タを選択的
に読出し、これらを編集後の生データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇ
ｍ）として編集デ−タ記憶部２２ｂに書き込む。この詳
細については、後述する。

【００４１】ステップ＃３０００で、再構成装置２４に
より、第Ｇｉ番目のスライスを再構成する。再構成はコ
ンボリューション・バックプロジェクション方式により
行う。再構成に使用する投影デ−タはＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇ
ｍ）（ここで、Ｇｍ＝１〜Ｍ）のＭ個である。

【００４２】ステップ＃４０００で、第Ｇｉ番目のスラ
イスを記憶装置２０の再構成画像記憶部２０ｃに記憶す
る。この際、スライス位置ｚも記憶する。ステップ＃５
０００で、第Ｇｉ番目のスライスを画像表示装置２６で
表示する。ステップ＃６０００で、スライス位置を更新
するために、ｚ←ｚ＋ｄとする。ステップ＃７０００
で、スライス番号を更新するために、Ｇｉ←Ｇｉ＋１と
する。

【００４３】ステップ＃８０００で、全スライスの処理
を修了したか否かを判定するために、Ｇｉ≦ＧＮか否か
を判定する。イエスの場合は、ステップ＃２０００に戻
り、次のスライスの処理を行なう。ノーの場合、すなわ
ちＧｉ＞ＧＮならば、全スライスの処理を終了したの
で、動作修了する。

【００４４】図８は図７のステップ＃１０００における
初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃
１１００で、スライスの位置を初期化するために、ｚ＝
０とする。ステップ＃１２００で、スライス番号を初期
化するために、Ｇｉ＝１とする。ステップ＃１３００
で、生データＰＣＨ（Ｍ＋１，１）を編集データＧＣＨ
（１，１）として設定するために、ｍｚ＝Ｍ＋１とす
る。ステップ＃１４００で、ｎｚ＝１とし、初期化が終
了する。

【００４５】図９は図７のステップ＃２０００における
生デ−タの編集の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ＃２１００で、このスライスの編集に必要な初期
化を行う。初期化するデータは後述する。ステップ＃２
２００で、必要な投影デ−タの収集が終わっているか否
かを判定するために、ｍ≦ＭＣか否かを判定する。イエ
スの場合は、すぐに次のステップ＃２４００を実行す
る。ノーの場合、すなわちｍ＞ＭＣならば、ステップ＃
２３００で一定時間待ってから次のステップ＃２４００
を実行する。これは、本実施形態は画像を早く見ること
ができるようにスキャンと平行して投影デ−タの編集、
画像再構成を行う方式を採用しているので、編集、画像
再構成がスキャン速度よりも早い場合は、投影デ−タの
収集が間に合わない場合があるので、ここで投影デ−タ
の収集を待つためである。なお、本実施形態はスキャン
終了後に投影デ−タの編集、画像再構成を行うように変
更してもよいが、その場合は、これらのステップ＃２２
００，＃２３００は不要である。

【００４６】ステップ＃２４００で、生デ−タ記憶部２
０ａの投影デ−タＰＣＨ（ｍ，ｎ）を再構成用に編集し
た投影データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）として編集デ−タ記
憶部２０ｂに書き込む。これにより、図４に示す黒丸の
投影データが選択される。ステップ＃２５００で、ｍ，
ｎを更新する。この詳細については後述する。ステップ
＃２６００で、Ｇｍ←Ｇｍ＋１とする。ステップ＃２７
００で、編集を続ける必要があるか否かを判定するため
に、Ｇｍ≦Ｍか否かを判定する。イエスの場合は、ステ
ップ＃２２００に戻る。ノーの場合は、ステップ＃２８
００で、ｍｚ，ｎｚを更新し、生データの編集を修了す
る。この詳細についても後述する。

【００４７】図１０は図９のステップ＃２１００におけ
る初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ
＃２１１０で、ＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）の投影デ−タ番号
Ｇｍを初期化するために、Ｇｍ＝１とする。ステップ＃
２１２０で、ｍ←ｍｚとする。

【００４８】ステップ＃２１３０で、ｎ←ｎｚとする。
ステップ＃２１４０で、｛（ＲＭＮ＋１）／２｝の整数
部をｒとし、初期化を終了する。

【００４９】図１１は図９のステップ＃２５００におけ
るｍ，ｎの更新の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ＃２５１０で、ｍ←ｍ＋１とし、ステップ＃２５
２０で、ｒ←ｒ＋１とする。ステップ＃２５３０で、ｒ
≦ＲＭＮか否かを判定する。イエスの場合は、更新を修
了する。ノーの場合は、ステップ＃２５４０で、ｒ＝１
とし、ステップ＃２５５０で、ｎ←ｎ−１とし、ステッ
プ＃２５６０で、ｎ＞０か否かを判定する。イエスの場
合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃２５
７０で、ｎ＝Ｎとし、ステップ＃２５８０で、ｍ←ｍ−
Ｍとし、更新を終了する。これにより、図４に示す黒丸
の投影データが選択される。

【００５０】図１２は図９のステップ＃２８００におけ
るｍｚ，ｎｚの更新の詳細を示すフローチャートであ
る。ステップ＃２８１０で、ｎｚ←ｎｚ＋１とし、ステ
ップ＃２８２０で、ｎｚ≦Ｎか否かを判定する。イエス
の場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃
２８３０で、ｎｚ＝１とし、ステップ＃２８４０で、ｍ
ｚ←ｍｚ＋Ｍとし、更新を終了する。

【００５１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い、投
影デ−タを収集し、投影デ−タのＺ方向の位置を、投影
デ−タがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−タの中
からスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投
影デ−タを、投影角度０〜３６０度について集め、投影
デ−タがＺ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影デ
−タをコンボリューション・バックプロジェクションす
ることにより、スライスを再構成する。このため、コー
ンビームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度
がよく、しかも、その精度がスライス位置に依存しない
で、再構成を行なうことができる。従って、多数枚のス
ライスを短時間に撮影することができる簡単な構成のＸ
線ＣＴ装置が提供される。

【００５２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、種々変形して実施可能である。以下に、変形例を
説明する。

【００５３】上述の実施形態はコンボリューションを実
空間で行なうことを想定したが、コンボルーションは周
波数空間で行ってもよい。

【００５４】Ｚ軸に垂直でない投影デ−タに関しては、
コンボリューションの前に、投影デ−タのＺ軸に対する
角度に応じてあらかじめ補正を行ってもよい。補正はど
のような方法でもよいが、文献１に示された方法を採用
してもよい。

【００５５】Ｘ線を検出する２次元検出器はイメージ・
インテンシファイアでも良いし、多チャンネルのキセノ
ン検出器を複数並べたものでも良いし、固体検出器、半
導体検出器などを２次元に配置したものでもよい。

【００５６】投影デ−タのチャンネル及びスライス方向
の間隔は、本実施形態のようにチャンネル方向が等角
度、スライス方向が等間隔であってもよいし、両方とも
等角度、あるいは両方とも等間隔であってもよい。

【００５７】実施形態では、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり
幅を２次元検出器のＺ軸方向の長さに一致させたが、Ｚ
軸方向のビ−ムの広がり幅を狭くすれば、より精度の良
い画像を得ることができる。その場合には、３６０度の
投影角度に対する寝台の送り量を、Ｚ軸方向のビ−ムの
広がり幅に合わせて少なくする必要がある。また、Ｚ軸
方向のビ−ムの幅を段階的に設定できるようにし、スキ
ャン時間と画質の要求に合わせて選択できるようにして
もよい。すなわち、スキャン時間の短さを重視する場合
にはビ−ムの幅を広く、画質を重視する場合にはビ−ム
の幅を狭く設定する。

【００５８】実施形態はいわゆる第３世代ＣＴについて
説明したが、いわゆる第４世代ＣＴにおいても、同様に
実施できる。

【００５９】実施形態では、１画像を再構成するための
投影デ−タは３６０度であったが、１８０度＋ファン角
度の投影デ−タを使用して、１画像を再構成してもよ
い。

【００６０】実施形態では、全画像を再構成したが、任
意の所望する画像だけを再構成するようにしてもよい。

【００６１】実施形態では、編集、再構成をスキャンと
平行して行っているが、スキャン終了後に編集、再構成
を行うようにしても良いし、編集だけをスキャンと平行
して行い再構成はスキャン終了後に行うようにしても良
い。

【００６２】実施形態では、収集投影デ−タを１度記憶
し、それを編集するようにしているが、収集投影デ−タ
を最初から編集して、再構成投影デ−タとして直接記憶
するようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
リカルスキャンと並行してデータを収集し、かつヘリカ
ルスキャンと並行して画像再構成を行うことにより、簡
単な構成で多スライスのスキャンを短時間に行なうこと
ができるＸ線ＣＴ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置の一実施形態におけ
るコーンビームを用いたヘリカルスキャンの概要を示す
ブロック図。

【図２】ヘリカルスキャンを説明する図。

【図３】一実施形態に用いられる２次元Ｘ線検出器を示
す図。

【図４】一実施形態における投影データの収集順番を示
す図。

【図５】一実施形態における対向する投影データの傾き
を示す図。

【図６】一実施形態の構成を示すシステム・ブロック
図。

【図７】一実施形態の主な動作手順を示すフローチャー
ト。

【図８】図７中の初期化処理の詳細を示すフローチャー
ト。

【図９】図７中の生データ編集処理の詳細を示すフロー
チャート。

【図１０】図９中の初期化処理の詳細を示すフローチャ
ート。

【図１１】図９中のｍ，ｎの更新処理の詳細を示すフロ
ーチャート。

【図１２】図９中のｍｚ，ｎｚの更新処理の詳細を示す
フローチャート。

【図１３】コーンビームを説明するため図。

【図１４】Ｘ線ＣＴ装置における座標系を示す図。

【図１５】投影角度を説明するための図。

【図１６】通常スキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置にお
ける投影データの収集順番を示す図。

【図１７】ヘリカルスキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置
における投影データの収集順番を示す図。

【図１８】コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置に
おける投影角度と投影位置の関係を示す図。

【図１９】コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置に
おける投影データの収集順番を示す図。

【図２０】従来例における対向する投影データの傾きを
示す図。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管、１４…２次元Ｘ線検出器、１６…寝台、
１８…被検体、２０…記憶装置、２４…再構成装置、２
６…表示装置、２８…ＣＰＵ、３２…Ｘ線発生部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を曝射するＸ線源及び被検体を透過
   したＸ線を検出するＸ線検出器を有し、前記被検体に対
   してヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、 前記ヘリカルスキャンと並行して、当該ヘリカルスキャ
   ンにより得られた投影データを収集するデータ収集手段
   と、 前記ヘリカルスキャンと並行して、前記データ収集手段
   により収集された投影データに基づいて画像再構成を行
   う再構成手段と、 を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影
   装置。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線源は、前記被検体の体軸方向に
   も所定の広がり幅を有するＸ線ビームを照射し、前記Ｘ
   線検出器は、Ｘ線を検出する複数の検出素子がスライス
   方向に配列されることを特徴とする請求項１に記載のＸ
   線コンピュータ断層撮影装置。